 |
Кроме того, за счет слоистости оболочек уменьшаются напряжения в наружных слоях. Использование поперечных затяжек, устанавливаемых в горизонтальных каналах и в выемках торцовых панелей - диафрагм (см. рис.80), позволяет связать (заключить в обойму) симметрично расположенные относительно вертикальной оси торцовые панели, снять тем самым неизбежный в них распор и обеспечить их обжатие. Все это в целом повышает несущую способность здания без увеличения расхода материала.
ТРАНСФОРМАЦИЯ В АРХИТЕКТУРЕ И В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ
Трансформация в живой природе и общие вопросы ее использования в архитектуре. Динамика современной жизни часто требует создания и соответствующих трансформируемых архитектурных форм [45—47].
В современной архитектуре трансформация используется для решения функциональных задач:
временных, обратимых преобразований архитектурного пространства в случае его многофункционального использования;
регуляции микроклимата помещения за счет обратимых движений конструктивных элементов (ограждающие поверхности, кровли, жалюзи);
транспортировки сооружений или их элементов в сложенном виде к месту их возведения;
монтажа других конструкций зданий.
Из таких структур можно создавать сооружения различных размеров для обеспечения как капитальных, так и временных производственных, театрально-зрелищных, спортивных мероприятий, использовать их в застройке зон отдыха, туризма, пионерских лагерей и т.п. Особое значение подобные структуры приобретают в сельском хозяйстве, а также для строительства в отдаленных районах страны.
В лаборатории архитектурной бионики ЦНИИТИА проведен анализ ряда живых структур с целью изучения принципов трансформации, в частности большое внимание уделено обратимой трансформации в растительном мире, в том числе цветов, а также костно-мышечной системе животных (рис. 93,94).
Известно, что многие растения в процессе развития быстро, часто даже заметно для глаза наблюдателя, pea- пируют на изменение различных факторов внешней среды — освещенности, температуры воздуха, влажности и др.
Фото-, гидро- и термонастические движения лепестков и соцветий (открывание и закрывание цветков) представляют интерес как наиболее зрительно ощутимый процесс трансформаций растений, носящий у некоторых из них обратимый характер, т.е. многократно повторяющийся в определенный промежуток времени. Они могут быть использованы при моделировании конструкций архитектурных сооружений, функциональный режим которых находится в зависимости от метеорологических условий.
Замечено, что цветки некоторых растений, готовые к опылению (т.е. ' закончившие ростовые процессы), открываются и закрываются в определенное время суток. Это явление было замечено еще К.Линнеем, который составил так называемые "цветочные часы", дополненные впоследствии наблюдениями других ученых (табл. 1). Характерно, что все растения, вошедшие в таблицу, повсеместно распространены в природе. Наибольшее их количество (около 50 %) принадлежит к семейству сложноцветных, требующих продолжительного времени для опыления многочисленных цветков, входящих в соцветие.
Многие растения отзываются на повышение влажности воздуха и служат своеобразным природным "барометром", предсказывающим дождь. Их лепестки заранее сжимаются или совсем не распускаются в пасмурную погоду, некоторые (водные растения — кувшинка, кубышка) не только закрываются, но уходят под воду перед дождем.
Светолюбивые цветковые растения южных широт, особенно стран с жарким и сухим климатом, остро реагируют на самое незначительное изменение освещенности. Их цветки могут несколько раз открыться и закрыться даже в течение часа при смене солнечного света и тени от проходящих облаков (диморфотека, портулак, меэембриантемум). Перенесенные в более суровые для них условия средней полосы, эти растения акклиматизируются, но раскрываются только в солнечную погоду.
В одних случаях происходит движение околоцветника (тюльпан, портулак); в других — цветок раскрывается благодаря процессам, происходящим в лепестках венчика (мак, шиповник, картофель, вьюнковые, ним-фейные); в третьих — в процессе участвуют чашелистики (сложноцветные). Многократное открывание и закрывание спайнолепестных венчиков вьюнковых и пасленовых облегчается, по-видимому, наличием мягких складок между сросшимися лепестками венчика.
Рассмотрим причины и механизмы настических движений цветковых растений в период их цветения, поскольку характер открывания и закрывания цветков обусловлен происходящими в них биологическими процессами.
В ходе длительной эволюции у разных видов цветковых растений выработалась определенная цикличность ритмов и биологических реакций на суточные изменения среды. Генетически они закрепились в потомстве и характеризуют поведение растения данного вида в разные периоды его развития.
Время открывания и закрывания цветков зависит от способа и условий их опыления. Этим объясняется, например, ночное цветение смолевки. Причиной закрывания венчика многих растений перед дождем служит защитная реакция растения на излишнюю влажность, вредную для сохранности пыльцы.
Особый интерес представляет собой механизм открывания и закрывания цветка.
Рис. 94. Механизмы костнр-мышечной системы человека: биомеханика шарнирного соединения черепной коробки и позвоночника человека; биомеханика локтевого сустава
Наиболее распространенным объяснением считается неравномерный ускоренный рост клеток лепестков (чашелистиков), вызывающий изгиб органа цветка. При этом открывание цветка под действием раздражителя зависит от более быстрого роста внутренней стороны лепестка, а закрывание — от ускоренного роста противоположной, внешней стороны. Открывание зависит не только от освещенности, но и от температуры воздуха — с повышением температуры процесс ускоряется.
Иначе объясняется механизм открывания и закрывания светолюбивых растений южных широт, о которых говорилось выше. Он состоит в изменении клеточного давления — тургора — при помощи особых термофото-чувствительных клеток, размещенных у основания лепестков. Эти своеобразные гидростатические замки способствуют зрительно ощутимому движению лепестков растений.
Механизм раскрытия цветка современная ботаника связывает также с наличием в растении физиологически активных веществ фитогормонов и явлением электрической поляризации органов цветка при долговременном действии раздражителя. Активизация процессов с высвобождением физиологически активных веществ вызывает (по этой гипотезе) в возбужденных участках отрицательный заряд. На противоположной части органа цветка (лепестка, околоцветника или чашелистика) происходит скопление анионов, ведущее к ускоренному росту внутренних клеток. Цветок раскрывается. При закрывании происходит обратный процесс.
Исследование обратимых движений дает возможность решить вопросы конструирования трансформируемых элементов зданий и гармоничного сочетания их формы с характером трансформации (прямолинейное перемещение в разных плоскостях, вращательное движение, движение по спирали и т.д.).
Проекты трансформируемых покрытий для спортивных бассейнов, приведенные в табл. 1 (рис.114), осно- вены на использовании идеи обратимых трансформаций цветов и механизма их открывания и закрывания.
Один из вариантов (3) основан на принципе открывания и закрывания лепестков цветка в радиальном направлении. Это покрытие бассейна (Франция). Оно состоит из 20 одинаковых элементов, напоминающих лепестки цветка. Каждый многогранный лепесток представляет собой самонесущую жесткую оболочку, которая поднимается и опускается с помощью приводных механизмов. Открывание и закрывание производится путем вращения каждой отдельной части за 8 мин. В закрытом состоянии оболочки образуют купол. Они двужутся постепенно двумя группами с промежутком в 10°, и вторая группа, перекрывая стык с первой, обеспечивает полное смыкание. Открытые "лепестки" кровли рассчитаны на ветровую нагрузку до 60 км/ч; при большей силе ветра включается защитная система и купол автоматически закрывается. Закрепление "лепестков" произведено по наружному контуру, как, например, у подсолнечника.
Более сложной представляется конструкция дома в Голливуде (архит. А. Мутнякович, СФРЮ). Дом имеет форму цветка, "лепестки" которого автоматически поднимаются и опускаются в зависимости от изменения температурно-влажностного режима внешней среды. Внутренние помещения дома то открываются к солнцу, то закрываются, защищаясь от дождя и ветра, подобно тому как лепестки цветка защищают пыльцу. В этом случае элементы кровли закреплены в центре композиции (как, например, у цикория), где расположено автоматическое регулирующее устройство. Принцип трансформации в архитектуре, основанный на исследовании обратимых трансформаций, происходящих в живой природе, все шире используется в проектировании самых различных сооружений и становится одним из важнейших принципов на пути к архитектуре будущего.
Динамические, трансформируемые конструкции (моделирование) . В лаборатории архитектурной бионики Центрального научно-исследовательского института теории и истории архитектуры моделируются несколько видов обратимо-изменяемых, трансформируемых пространственных конструкций. К ним, в частности, относятся трансформируемые складчатые структуры со специальными монтажными механизмами. Аналогами служат соединенные мышцами и апоневрозами плоские кости различных видов животных, а также распускающиеся цветы и листья растений. Другой тип моделируемых структур представляют собой шарнирно-стержне-вантовые системы, подобные демпферным образованиям суставов костного скелета человека и животных.
|
.
страницы: |
рaдизайн
© 2005 
, ссылайтесь... 
